Біохімія 2025
У представленому вашій увазі курсі обговорюються молекулярні основи функціонування біологічних систем. Зокрема, розглядаються універсальні біохімічні процеси, які пояснюють обмін вуглеводів, білків, ліпідів та нуклеїнових кислот. Окрема важлива дискусія присвячується координації метаболізму різних класів біосполук та принципам регуляції обміну речовин за участю вітамінів та гормонів. Класичний курс ферментативного метаболізму доповнено сучасними уявленнями про неферментативні процеси в біологічних системах та їх роль у функціонуванні живих організмів.
Загальні аспекти метаболізму: анаболізм і катаболізм. Термодинамічні основи метаболізму. Перший і другий закон термодинаміки. Ендергонічні та екзергонічні реакції. Метаболічні шляхи. Процеси окислення та відновлення. Редокс потенціал. Рівняння Нернста. Біологічне окислення. Високоенергетичні фосфати. Особливості хімічної будови та біологічна роль АТФ.
Вуглеводи: загальна характеристика та їхнє значення в обміні речовин та енергії. Перетворення глікогену: хімізм процесу та біологічне значення. Реципрокна регуляція метаболізму глікогену за участі циклічного АМФ. Біологічний сенс та хімізм гліколітичного шляху. Шляхи перетворення пірувату.
Загальна характеристика та етапи аеробного клітинного дихання. Хімізм, біологічне значення та регуляція окисного декарбоксилювання пірувату і циклу трикарбонових кислот (ЦТК). Субстратне фосфорилювання. Енергетичний баланс повного окислення глюкози. Модифіковані шляхи ЦТК.
Загальна характеристика і принцип функціонування мітохондріального електронно-транспортного ланцюга. Механізм окисного фосфорилювання. Хеміосмотична теорія. АТФ-синтаза. Регуляція окисного фосфорилювання. Мітохондріальний електронно-транспортний ланцюг – джерело вільних радикалів. Загальні принципи та біологічне значення немітохондріальних електронно-транспортних ланцюгів.
Локалізація мітохондрій в клітині. Будова мітохондрій. Зв’язок з ендоплазматичним ретикулумом. Особливості мітохондріальної ДНК.
Фізіологія м’язів. Секреція інсуліну та соляної кислоти. Спадкові мітохондріальні хвороби, ішемія, діабет, інсульт тощо.
Глюконеогенез: хімізм та біологічне значення. Включення лактату, гліцеролу, аланіну та пропіонату в глюконеогенез. Зв'язок гліколізу та глюконеогенезу. Цикл Корі. Реципрокна регуляція гліколізу і глюконеогенезу. Футильні цикли.
Пентозофосфатний шлях: хімізм, регуляція та біологічне значення, зв’язок із гліколізом. Поліольний шлях, хімізм процесу та його біологічний сенс. Включення фруктози та галактози в гліколіз. Метаболізм етанолу.
Ліпіди, загальна характеристика та їхнє значення в обміні речовин та енергії. Розпад триацилгліцеридів: роль гормонів. Окислення жирних кислот: активація та транспортування через мітохондріальну мембрану. β-окислення насичених жирних кислот з парною кількістю атомів карбону. Енергетичний баланс повного окислення пальмітинової кислоти. Окислення ненасичених жирних кислот. Окислення жирних кислот з непарною кількістю атомів вуглецю. α- та ω-окислення жирних кислот.
Біосинтез жирних кислот: човниковий механізм транспортування ацетил-КоА через мітохондріальну мембрану, утворення малоніл-КоА. Біосинтез насичених та ненасичених жирних кислот. Регуляція окислення і синтезу жирних кислот. Біосинтез триацилгліцеридів та фосфоліпідів.
Біологічний сенс, хімізм та регуляція біосинтезу холестеролу. Інгібітори процесу, статини. Біотрансформація та деградація холестеролу. Загальна характеристика, біологічна роль і метаболізм кетонових тіл та ейкозаноїдів.
Біополімери. Дифузія та розміри молекул. Ковалентні, водневі, йонні та дисульфідні зв’язки. Первинна, вторинна і третинна структура білків. Зв’язок між послідовністю амінокислот та вторинною структурою білків. Хімія нуклеїнових кислот. Принцип комплементарності у формуванні подвійної структури нуклеїнових кислот. Методи вивчення будови ДНК та РНК.
Білки та амінокислоти, загальна характеристика та їхнє значення в обміні речовин та енергії. Загальні шляхи катаболізму амінокислот. Роль вітамінів. Дезамінування амінокислот. Типи, загальна характеристика. Окисне дезамінування амінокислот. Роль глутамінової кислоти. Трансамінування амінокислот. Mеханізм та біологічне значення. Непряме дезамінування. Роль глутамінової і аспарагінової кислот. Трансреамінування. Синтез замінних амінокислот. Декарбоксилювання амінокислот та їхніх похідних. Біогенні аміни.
Способи зв'язування, транспортування і детоксикації аміаку. Метаболізм аміаку у тварин. Біосинтез сечовини. Взаємозв’язок циклу трикарбонових кислот та орнітинового циклу (біцикл Кребса).
Нуклеїнові кислоти, загальна характеристика, будова та функції. Розпад та біосинтез пуринових і піримідинових нуклеотидів. Загальна характеристика, хімізм, біологічне значення та регуляція процесів. Порушення обміну нуклеотидів.
Загальні поняття про вільні радикали і активні форми кисню та реакції, в яких вони беруть участь. Неферментативне глікозилювання (глікація). Загальна характеристика активних карбонільних сполук та кінцевих продуктів глікації. Утворення активних форм кисню та карбонільних сполук в живих системах, їх взаємодія зі структурними компонентами організму. Механізми захисту від активних форм. «Корисні» функції активних форм: сигнальна та участь в роботі імунної системи.
Aналіз теорій “хімічних пошкоджень” біомолекул. Загальні положення теорії окисного/карбонільного стресу. Хронічний та гострий окисний/карбонільний стрес. “Старіння” біомолекул та систем захисту від активних форм кисню та карбонільних сполук.
Координація метаболізму вуглеводів, ліпідів та білків. Принципи регуляції обміну речовин за участю вітамінів та гормонів.
Макроелементи (вуглеводи, ліпіди та білки), вітаміни та мікроелементи. Потреби організму людини в поживних речовинах. Фізіологічні енергетичні потреби та енергетична цінність основних поживних речовин, зокрема вуглеводів, ліпідів та білків. Харчова цінність поширених продуктів. Раціональні підходи до харчування. Мікроелементи та вітаміни в харчуванні людини: профілактичні та лікувальні аспекти захворювань людини.
